CN112480841A - 一种水性粘合剂用交联剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性粘合剂用交联剂及其制备方法，属于粘合剂助剂技术领域。本发明所述水性粘合剂用交联剂包括以下重量份的原料：15～25份聚乙烯醇、90～130份有机溶剂、0.5～1.5份有机酸催化剂以及4～6份缩水甘油化合物。该产品以缩水甘油化合物在PVA主体上进行接枝制得，加入水性丙烯酸粘合剂中可显著提高其水洗和湿摩擦牢度；该交联剂与水性粘合剂相容性好，可提前复配，且复配后可进行长时间保存使用。本发明还提供了所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，该方法操作步骤简单，对生产环境及仪器要求低，可实现工业化大规模生产。本发明还提供了所述水性粘合剂用交联剂在改性水性粘合剂上的应用。

Description

一种水性粘合剂用交联剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及粘合剂助剂技术领域，具体涉及一种水性粘合剂用交联剂及其制备方法。
背景技术
水性丙烯酸粘合剂广泛用于纤维、陶瓷、玻璃等材料的印花。与溶剂型粘合剂相比，水性粘合剂VOC低，毒性小，环保，安全，但也存在成膜后胶联密度不高，湿牢度差等缺陷。为了解决这一问题，通常采用添加交联剂的办法，而氮丙啶是常用的交联剂之一，但不能与水性粘合剂预先混合，需使用再复配，操作繁琐；且需要即配即用，使用周期短。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种与水性粘合剂相容性好、性能提升效果好且共同混配后使用周期长的水性粘合剂用交联剂。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：15～25份聚乙烯醇、90～130份有机溶剂、0.5～1.5份有机酸催化剂以及4～6份缩水甘油化合物；所述缩水甘油化合物为缩水甘油酯或缩水甘油醚。
本发明所提供的水性粘合剂用交联剂，以缩水甘油化合物在PVA主体上进行接枝，得到的产物在加入水性丙烯酸粘合剂中可显著提高其水洗和湿摩擦牢度；该交联剂与水性粘合剂相容性好，可提前复配，且复配后可进行长时间保存使用。
优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为86～90％或98～99.8％，粘度为5～50cps。所述粘度为25℃下测试标准粘度。所述性质下的聚乙烯醇(PVA)可使其充分溶解下溶剂中进行接枝，同时可保持一定的稳定性，制得的交联剂也可为粘合剂提供较强的力学性能提升。更优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为86～90％，粘度为20～30cps。所述优选条件下的PVA在特定醇解度和粘度下，可充分与缩水甘油化合物进行混合反应，具有优异的接枝效果以及性能提升。
优选地，所述有机溶剂为二甲亚砜甘油溶液，所述二甲亚砜甘油溶液中二甲亚砜与甘油的质量比为1:1～2。所述溶液可充分溶解PVA及缩水甘油化合物，使两者充分进行混合接枝。更优选地，所述二甲亚砜甘油溶液中二甲亚砜与甘油的质量比为1:1。
优选地，所述有机酸催化剂包括醋酸、甲酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、苹果酸中的至少一种。通过上述酸催化剂可有效促进PVA上的改性接枝反应。更优选地，所述有机酸催化剂为醋酸或柠檬酸。所述两种有机酸的催化效率更高，反应时间更短。
优选地，所述缩水甘油化合物包括烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。所述化合物作为聚合物改性剂，在接枝PVA后，充分引入了环氧基团，在固化时，环氧集团与丙烯酸粘合剂发生缩合反应，也可与PVA上的羟基反生缩合反应，两者均可有效提高粘合剂的强度。
本发明的另一目的还在于提供所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，所述产品的制备步骤为：将聚乙烯醇加入有机溶剂中混合溶解后，依次加入有机酸催化剂和缩水甘油化合物混合加热并保温，即得所述水性粘合剂用交联剂。
本发明所述水性粘合剂用交联剂的制备方法操作步骤简单，对生产环境及仪器要求低，可实现工业化大规模生产。
优选地，所述加热的温度为110～120℃，保温的时间为30～90min。所述条件下PVA的接枝程度更加完全且效率更高。
本发明的再一目的在于提供所述水性粘合剂用交联剂在改性水性粘合剂上的应用。优选地，所述水性粘合剂为水性丙烯酸粘合剂。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种水性粘合剂用交联剂，该产品以缩水甘油化合物在PVA主体上进行接枝制得，加入水性丙烯酸粘合剂中可显著提高其水洗和湿摩擦牢度；该交联剂与水性粘合剂相容性好，可提前复配，且复配后可进行长时间保存使用。本发明还提供了所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，该方法操作步骤简单，对生产环境及仪器要求低，可实现工业化大规模生产。本发明还提供了所述水性粘合剂用交联剂在改性水性粘合剂上的应用。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。
实施例1
本发明所述水性粘合剂用交联剂的一种实施例，本实施例所述一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：20份聚乙烯醇、100份有机溶剂、5份缩水甘油化合物以及1份有机酸催化剂；所述聚乙烯醇为市售PVA1788，醇解度为88％，粘度为21～26cps；所述有机溶剂包括50份二甲基砜和50份甘油；所述缩水甘油化合物为烯丙基缩水甘油醚；所述有机酸催化剂为醋酸。
本实施例所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇加入有机溶剂中混合溶解后，依次加入有机酸催化剂和缩水甘油化合物并加热至110℃，保温搅拌混合60min，即得所述水性粘合剂用交联剂。
实施例2
本发明所述水性粘合剂用交联剂的一种实施例，本实施例所述一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：20份聚乙烯醇、125份有机溶剂、5份缩水甘油化合物以及1份有机酸催化剂；所述聚乙烯醇为市售PVA1799，醇解度为99％，粘度为22～28cps；所述有机溶剂包括50份二甲基砜和75份甘油；所述缩水甘油化合物为甲基丙烯酸缩水甘油酯；所述有机酸催化剂为对甲苯磺酸。
本实施例所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇加入有机溶剂中混合溶解后，依次加入有机酸催化剂和缩水甘油化合物并加热至120℃，保温搅拌混合90min，即得所述水性粘合剂用交联剂。
实施例3
本发明所述水性粘合剂用交联剂的一种实施例，本实施例所述一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：25份聚乙烯醇、150份有机溶剂、6份缩水甘油化合物以及1.5份有机酸催化剂；所述聚乙烯醇为市售PVA1788；所述有机溶剂包括50份二甲基砜和100份甘油；所述缩水甘油化合物为烯丙基缩水甘油醚；所述有机酸催化剂为柠檬酸。
本实施例所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇加入有机溶剂中混合溶解后，依次加入有机酸催化剂和缩水甘油化合物并加热至115℃，保温搅拌混合40min，即得所述水性粘合剂用交联剂。
实施例4
本发明所述水性粘合剂用交联剂的一种实施例，本实施例所述一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：15份聚乙烯醇、100份有机溶剂、4份缩水甘油化合物以及0.5份有机酸催化剂；所述聚乙烯醇为市售PVA1788；所述有机溶剂包括50份二甲基砜和50份甘油；所述缩水甘油化合物为烯丙基缩水甘油醚；所述有机酸催化剂为甲酸。
本实施例所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚乙烯醇加入有机溶剂中混合溶解后，依次加入有机酸催化剂和缩水甘油化合物并加热至110℃，保温搅拌混合60min，即得所述水性粘合剂用交联剂。
对比例1
本对比例与实施例1的差别仅在于，本对比例所述一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：35份聚乙烯醇、100份有机溶剂、2份缩水甘油化合物以及1份有机酸催化剂。
对比例2
本对比例与实施例1的差别仅在于，本对比例所述一种水性粘合剂用交联剂，包括以下重量份的原料：10份聚乙烯醇、100份有机溶剂、8份缩水甘油化合物以及1份有机酸催化剂。
对比例3
本对比例与实施例1的差别仅在于，本对比例所述一种水性粘合剂用交联剂中，有机溶剂包括25份二甲亚砜和75份甘油(即二甲亚砜甘油溶液中二甲亚砜与甘油的质量比为1:3)。
对比例4
本对比例与实施例1的差别仅在于，本对比例所述一种水性粘合剂用交联剂中，所述聚乙烯醇使用PVP代替。
对比例5
本对比例与实施例1的差别仅在于，本对比例所述一种水性粘合剂用交联剂中，所述烯丙基缩水甘油醚使用环氧氯丙烯代替。
对比例6
本对比例与实施例1的差别仅在于，本对比例所述一种水性粘合剂用交联剂中，所述聚乙烯醇使用的型号为PVA1799，醇解度为99％。
为验证本发明所述水性粘合剂用交联剂的使用效果，将实施例1～4及对比例1～6所得产品进行性能测试。该测试中使用的水性粘合剂为质量浓度为40％的市售丙烯酸乳液，所述乳液与交联剂的复配比例为100:3；测试的项目为水性粘合剂混合有效期、水性牢度以及湿摩擦牢度。
所述项目同时设置空白组和对照组，所述对照组即将实施/对比例所制得的交联剂产品替换为质量浓度为50％的市售氮丙啶交联剂；测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002799910770000051
Figure BDA0002799910770000061
从表1测试数据可知，本发明所提供的水性粘合剂用交联剂在用于复配水性粘合剂后，相比原有粘合剂其水性牢度和湿摩擦牢度等力学性能显著提升，与市售常用的氮丙啶交联剂相当，但其复配有效时长明显持久于氮丙啶交联剂，使用过程可提前复配，更方便快捷。本发明所述交联剂通过优选原料配方，得到的产品其性能优于对比例1～6所得交联剂产品，更有利于水性粘合剂的交联改性。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种水性粘合剂用交联剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：15～25份聚乙烯醇、90～130份有机溶剂、0.5～1.5份有机酸催化剂以及4～6份缩水甘油化合物；所述缩水甘油化合物为缩水甘油酯或缩水甘油醚。
2.如权利要求1所述的水性粘合剂用交联剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的醇解度为86～90％或98～99.8％，粘度为5～50cps。
3.如权利要求2所述的水性粘合剂用交联剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的醇解度为86～90％，粘度为20～30cps。
4.如权利要求1所述的水性粘合剂用交联剂，其特征在于，所述有机溶剂为二甲亚砜甘油溶液，所述二甲亚砜甘油溶液中二甲亚砜与甘油的质量比为1:1～2。
5.如权利要求4所述的水性粘合剂用交联剂，其特征在于，所述二甲亚砜甘油溶液中二甲亚砜与甘油的质量比为1:1。
6.如权利要求1所述的水性粘合剂用交联剂，其特征在于，所述有机酸催化剂包括醋酸、甲酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、苹果酸中的至少一种。
7.如权利要求1所述的水性粘合剂用交联剂，其特征在于，所述缩水甘油化合物包括烯丙基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
8.如权利要求1～7任一项所述水性粘合剂用交联剂的制备方法，其特征在于，所述方法为：将聚乙烯醇加入有机溶剂中混合溶解后，依次加入有机酸催化剂和缩水甘油化合物混合加热并保温，即得所述水性粘合剂用交联剂。
9.如权利要求8所述的水性粘合剂用交联剂的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为110～120℃，保温的时间为30～90min。
10.如权利要求1～7任一项所述水性粘合剂用交联剂在改性水性粘合剂上的应用。
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